光电技术工程师考核试卷及参考答案

光电技术工程师考核试卷及参考答案一、填空题（10题，每题1分）1.光电效应分为外光电效应和______两种主要类型。2.LED的发光基于______跃迁。3.CCD图像传感器的像素核心是______结构。4.激光沿轴线方向的振荡模式称为______模式。5.单模光纤常用工作波长1310nm和______nm。6.光电探测器响应时间单位通常为______。7.波分复用技术英文缩写是______。8.菲涅尔透镜常用于______（举例）。9.硅基太阳能电池理论效率极限约______%。10.电光调制器利用的效应有泡克尔斯效应和______效应。二、单项选择题（10题，每题2分）1.响应速度最快的光电探测器是（）A.光电二极管B.雪崩光电二极管C.光电倍增管D.太阳能电池2.单模光纤典型截止波长约（）A.850nmB.1260nmC.1550nmD.1310nm3.LED发光机制是（）A.受激辐射B.自发辐射C.受激吸收D.非辐射跃迁4.CCD电荷转移由（）控制A.时钟脉冲B.偏置电压C.光照强度D.温度5.激光谐振腔Q值越高，（）A.损耗越大B.线宽越宽C.输出功率越大D.阈值增益越低6.光电二极管通常加（）A.正向偏置B.反向偏置C.零偏置D.任意偏置7.光纤中影响带宽最大的色散是（）A.模式色散B.材料色散C.波导色散D.偏振模色散8.太阳能电池PN结通常是（）A.重掺杂B.轻掺杂C.中等掺杂D.不掺杂9.光隔离器主要作用是（）A.隔离电信号B.隔离反向光C.放大光信号D.转换光信号10.光电耦合器耦合方式是（）A.电-电B.光-光C.电-光-电D.光-电-光三、多项选择题（10题，每题2分）1.属于内光电效应的有（）A.光电导效应B.光生伏特效应C.外光电效应D.光电发射效应2.光纤主要组成部分（）A.纤芯B.包层C.涂覆层D.护套3.激光主要特性（）A.高方向性B.高单色性C.高相干性D.高亮度4.光电探测器性能参数（）A.响应度B.响应时间C.暗电流D.量子效率5.WDM技术优势（）A.提高传输容量B.降低成本C.延长距离D.兼容不同速率6.常见太阳能电池材料（）A.硅B.砷化镓C.碲化镉D.铜铟镓硒7.光电调制器类型（）A.电光B.声光C.磁光D.热光8.CCD噪声来源（）A.热噪声B.散粒噪声C.暗电流噪声D.转移噪声9.光通信关键器件（）A.光源B.光探测器C.光纤D.光放大器10.菲涅尔透镜应用（）A.太阳能聚光B.红外遥控C.投影仪D.相机镜头四、判断题（10题，每题2分）1.光电倍增管是真空光电发射器件。（）2.LED发光属于受激辐射。（）3.单模光纤带宽比多模高。（）4.肖特基二极管响应比PN结光电二极管快。（）5.激光相干长度越长，相干性越好。（）6.光电耦合器能隔离电信号。（）7.硅太阳能电池效率随温度升高而升高。（）8.光隔离器允许光双向通过。（）9.CCD电荷存储在势阱中。（）10.WDM能提高光通信容量。（）五、简答题（4题，每题5分）1.简述内光电效应的两种类型及应用。答案：内光电效应分为光电导效应（光照使半导体电导率增加）和光生伏特效应（PN结光照产生电动势）。光电导效应应用于光敏电阻（光控开关、照度检测）；光生伏特效应应用于太阳能电池（光能转电能）、光电二极管（零偏下光信号检测）。两种效应均不涉及电子逸出材料表面。2.LED与LD的主要区别？答案：①发光机制：LED自发辐射（光谱宽、方向性差），LD受激辐射（需粒子数反转+谐振腔，光谱窄、方向性好）；②结构：LD有谐振腔（解理面），LED无；③阈值：LD有阈值电流，LED无；④输出：LD相干光，LED非相干光。应用：LED用于指示灯、短距通信；LD用于激光通信、加工。3.光纤通信系统基本组成？答案：①光源（LD/LED）：电转光；②光纤：光传输介质；③光探测器（APD/PIN）：光转电；④光放大器（EDFA）：放大光信号；⑤光端机：电信号调制/解调；⑥辅助器件（光隔离器、WDM器）：优化传输。4.光电探测器主要性能参数？答案：①响应度（单位光功率产生的光电流）；②量子效率（载流子数/入射光子数）；③响应时间（ns/ps级）；④暗电流（无光照反向电流）；⑤光谱响应（不同波长响应能力）；⑥线性度（输出与输入光功率线性关系）。六、讨论题（2题，每题5分）1.影响太阳能电池效率的因素及改进方向？答案：因素：①材料带隙匹配（硅仅吸收部分光谱）；②载流子复合（体/表面复合损失）；③串联电阻（功率损耗）；④反射损失（表面反射光）。改进方向：①多结电池（覆盖宽光谱）；②表面织构化（减少反射）；③钝化技术（降低复合）；④新型材料（钙钛矿）；⑤异质结结构（减少串联电阻）。2.WDM技术优势及未来趋势？答案：优势：①提高容量（多波长复用）；②降成本（少铺光纤）；③兼容多速率；④延长传输距离。趋势：①超密集WDM（波长间隔<100GHz）；②空间复用+WDM（少模光纤）；③量子点光源（波长稳定）；④硅光集成WDM（体积小成本低）；⑤相干通信+WDM（高容量长距）。---参考答案一、填空题1.内光电效应2.自发辐射3.MOS电容（势阱）4.纵5.15506.纳秒（ns）7.WDM8.太阳能聚光（或红外遥控）9.3310.克尔二、单项选择题1.B2.B3.B4.A5.D6.B7.A8.B9.B10.